韩丝银，宋文东，郭 健，纪丽丽，谷长生

(1.广东海洋大学 a.食品科技学院;b.理学院,广东 湛江 524088；2.浙江海洋学院 a.石化与能源工程学院;b.食品与医药学院，浙江 舟山 316000；3.东华大学 环境科学与工程学院，上海 201620)

·研究论文·

4-咪唑苯甲酸合镁配合物的合成及其生物活性*

韩丝银1a，宋文东2a，郭 健2b,3，纪丽丽3，谷长生1b

(1.广东海洋大学 a.食品科技学院;b.理学院,广东 湛江 524088；2.浙江海洋学院 a.石化与能源工程学院;b.食品与医药学院，浙江 舟山 316000；3.东华大学 环境科学与工程学院，上海 201620)

以4-咪唑苯甲酸和硝酸镁为原料，利用水热法合成了一种新型的金属镁配合物[Mg(C10H11N2O4)2(1)]，其结构经X-单晶衍射表征。1属六配位，单斜晶系，P2(1)/c空间群，晶胞参数a=12.194(3)Å，b=10.943(3)Å，c=7.915(2)Å，β=97.043(6)°，V=1048.1(5)Å3，R1=0.0842,wR2=0.1939。生物活性测试结果表明：1能降低马氏珠母贝的死亡率，增强马氏珠母贝外套膜上碱性磷酸酶酶活，对大肠杆菌、沙门氏菌和副溶血弧菌有较强的抑制作用。在用药量为312μg·mL-1时，1对三种菌的MIC分别为625μg·mL-1,625μg·mL-1和312μg·mL-1。

4-咪唑苯甲酸镁；配合物；合成；生物活性

马氏珠母贝是我国主要的海水育珠贝[1]，近年来，为了不断提高所育珍珠的价值，诸多学者对马氏珠母贝外套膜中与珍珠形成密切相关的碱性磷酸酶(ALP)进行了大量研究。结果表明，ALP酶活性会因环境中金属离子的不同及其浓度的不同而产生较大差异，尤其是Zn2+和Mg2+对ALP酶活性的影响更为显著[2-5]，但是未发现有含镁金属配合物对ALP酶活性影响的文献报道。而海水环境中有常见的三种细菌(沙门氏菌、大肠杆菌和副溶血弧菌)，其大量生长会严重阻碍马氏珠母贝的正常代谢，导致死亡率升高。因此不断的提取合成有生物活性的化合物，并研究其对马氏珠母贝外套膜ALP酶活性影响以及抑菌性能，降低马氏珠母贝的死亡率，积极促进它的育珠过程有十分重要的意义。

咪唑及其衍生物的金属配合物具有独特的光学性质、磁性、催化和生物活性,而且具备复合高分子的特点,在应用新材料、分子识别和超分子自组装等方面有广阔的应用前景[6-10]。设计合成具有多种功能性、结构新颖的金属配合物成为近年来超分子配位聚合物研究领域内的热点之一。目前关于4-咪唑苯甲酸的金属配合物与生物活性的研究尚少，笔者在耿文倩[11]对4-咪唑苯甲酸有机锡配合物研究的基础上，以4-咪唑苯甲酸和硝酸镁为原料，利用水热法合成了一种新型的金属镁配合物[Mg(C10H11N2O4)2(1)]，其结构经X-单晶衍射表征。并研究了1的生物活性。

1的合成，为进一步深入研究4-咪唑苯甲酸与不同金属进行配位后配合物的生物活性提供一定的参考。

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

UV-1800型紫外可见分光光度计；Bruker Smart 1000CCD型单晶衍射仪。

4-咪唑苯甲酸，济南恒化科技有限公司；硝酸镁，广州化学试剂厂；马氏珠母贝，湛江市徐闻县；ALP测定试剂盒，南京建成生化有限公司；其余所用试剂均为分析纯。

1．2 1的合成

在反应瓶中加入4-咪唑苯甲酸37.6mg(0.2mmol),硝酸镁51.3mg(0.2mmol)和水15mL，搅拌使其溶解;用20%氢氧化钠溶液调至pH 7.0，超声震荡25min得溶液A。

在25mL内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜内加入溶液A，置程序控温干燥箱中，设定3个反应阶段:(1)3h内将温度升至150℃;(2)于150℃晶化96h；以5℃·min-1速率降至室温。开釜,过滤,滤饼干燥得无色片状晶体1，收率47%。

1．3 晶体结构测定

将1(0.33mm×0.28mm×0.22mm)置单晶衍射仪上，采用石墨单色化MoKα射线(λ=0.71073Å)，在296.2K下，以ω扫描方式，根据晶体的类别、大小和衍射强度等设定衍射实验时所需时间，在219°～27.47°内收集衍射点数据。

晶体结构分析在PC上用SHELX97(Sheldrick,2008)程序系统完成。1的衍射强度数据经Lp因子和经验吸收校正，采用直接法，并经数轮差值Fourier合成，找到全部非氢原子，对全部非氢原子及各向异性热参数进行全矩阵最小二乘法修正，H2O上的氢原子由差值Fourier合成法得到，其它氢原子坐标采用几何加氢法得到。

1.4 马氏珠母贝死亡率的测定

挑选完整、规格均匀、闭壳肌有力的马氏珠母贝个体，剔除附着生物，采用课题组研制的室内循环系统[12]进行养殖。每个缸放养30只贝，用打氧机充入足够的氧气，每天8点～18点投喂螺旋藻粉。低剂量组每天添加250mg的1，高剂量组每天添加500mg的1，不添加1的剂量组为对照组，每半个月换一次海水，每10天对各组的死亡率进行检测计算。

1．5 对马氏珠母贝外套膜ALP酶活力的测定

以去离子水为溶剂，配制c为(10，15，20，25，30，40，50，60)μg·mL-1的溶液。取8份生长状况相同的马氏珠母贝外套膜组织0.5g，分别将其浸泡在上述溶液中30min。取出组织加入少量冷生理盐水，匀浆，离心，取上清液稀释成1%的组织匀浆上清液，用ALP测定试剂盒测定其ALP酶活力。

1．6 抑菌活性测定

通过酶标仪法[13-14]测定细菌的生长曲线以评价1对大肠杆菌、沙门氏菌和副溶血弧菌的抑制活性。

(1)菌种活化：在烧杯中加入牛肉膏5.0g，蛋白胨10.0g及蒸馏水50mL，加热搅拌使其完全溶解得溶液B；在铝锅中加入蒸馏水500mL，搅拌下加入溶液B和氯化钠5g，边加热边搅拌调至pH 7.2，置于灭菌锅内于121℃灭菌30min。在无菌条件下，将斜面保藏的菌种在超净工作台里连续转接两次，取活化后的新鲜菌液离心弃去营养肉汤，用磷酸缓冲液依次做10倍梯度稀释，取c为1．0×108CFU·mL-1菌悬液备用。

(2)紫外-可见区吸收曲线扫描：用适量的DMSO溶解15mg，以空白溶剂作为参比，在200nm～800nm扫描。

(3)96孔板-菌悬液的准备及OD值的测定：取相同生长期的3种受试菌(大肠杆菌、巴氏杆菌、副溶血弧菌，c为1．0×108CFU·mL-1)各10μL，分别加到250μL含有不同浓度样品的NB溶液中混匀，然后转移到96孔板上，以仅含液态培养基作为参比，以相同体积不含样品的菌悬液作为空白对照，用酶标仪在600nm处连续测定其吸光值(OD)。测定后用保鲜膜将96孔板封好，罩上锡箔纸，防止培养过程中水分蒸发和外界污染，于37℃培养箱中培养，每隔2h测定并记录菌悬液的OD，直至细菌生长达到稳定期[15-16]。

2 结果与讨论

2．1 晶体结构

1的分子结构见图1，主要的键长和键角见表1。从图1可见，1为单核六配位结构，中心镁离子分别与两个咪唑苯甲酸配体中咪唑基N原子相配位，其他四个配位键由配位水占据，配体通过氨基氮原子参加配位，1通过分子间的氢键以及π-π堆积作用将其连接成了一个三维超分子网状结构。

图1 1的分子结构图Figure 1 Molecular structure of 1

表1 1的部分键长和键角Table1 Selected bond lengths and angles of 1

晶体结构解表明，1属六配位，单斜晶系，P2(1)/c空间群，晶胞参数a=12.194(3)Å，b=10.943(3)Å，c=7.915(2)Å，β=97.043(6)°，Z=2，V=1048.1(5)Å3，R1=0.0842,wR2=0.1939。

2．2 生物活性

(1)1对马氏珠母贝死亡率的影响

1对马氏珠母贝死亡率的影响见图2。由图2可以看出，添加1的马氏珠母贝死亡率，比对照组明显降低，且高剂量组的死亡率低于低剂量组。由此可见，1可以有效降低室内循环系统养殖马氏珠母贝的死亡率，通过进一步的活性试验我们可以初步探究其作用机理。

Time/d

c/μg·mL-1

(2)1对马氏珠母贝外套膜ALP酶活力的影响

1对马氏珠母贝外套膜ALP酶活力的影响见图3。由图3可见，在一定的试验范围内，1对马氏珠母贝外套膜ALP酶活力有显著的增强作用，当c<30μg·mL-1时，随着c的增加，酶活力都呈显著增强趋势，在c为30μg·mL-1时达到最大值(192.66%);当c>30μg·mL-1时，随着c的增大，酶活力急剧下降，而具体作用机理还有待于进一步的研究。

Time/h Time/h Time/h

(3)抑菌活性

1的抑菌活性见图4。从图4可见，含有1的受试菌的生长与空白对照组比较，皆受到不同程度的抑制，并且c(1)的升高，三种菌的光密度值相对空白对照组越来越低，即生长受到的抑制越来越严重。1对三种菌菌表现出较强的抑菌活性，当c为625μg·mL-1时，能够完全抑制大肠杆菌和沙门氏菌生长；当c为312μg·mL-1时，能够完全抑制副溶血弧菌生长，即1对三种菌的MIC分别为625μg·mL-1，625μg·mL-1和312μg·mL-1。

3 结论

利用水热合成法合成了一种新型的化合物4-咪唑苯甲酸合镁(1)。1呈现为单核六配位结构，每分子中含有两个4-咪唑苯甲酸配体，配体通过氨基氮原子参加配位。在室内循环系统养殖中，1可以有效降低马氏珠母贝的死亡率，主要是由于1的溶液对马氏珠母贝外套膜ALP酶活性有显著的增强作用，当用药量为30μg·mL-1时，ALP酶活性可高达原来的192.66%，对大肠杆菌、沙门氏菌和副溶血弧菌有较强的抑制作用，MIC分别为625μg·mL-1，625μg·mL-1和312μg·mL-1。

药物进入到生物体内后可以影响生物体一系列复杂的生理活动，本文初步探究了1对海洋生物马氏珠母贝的生理活性影响，为更多新型金属配合物的合成、活性研究以及新型海洋生物免疫增强药物研究提供了理论依据。

[1] 曹占旺，王大鹏，甘西.马氏珠母贝及海水珍珠的研究进展[J].2009,40(12):1618-1622.

[2] 廖金花,陈清西.金属离子对鲍鱼碱性磷酸酶活力的影响[J].厦门大学学报,(自然科学版),2004,B08:12-15.

[3] 赵欣平,舒畅,杨芳,等.金属离子和脲对白蜡虫碱性磷酸酶的影响[J].昆虫学报,2002,45(3)：318-322.

[4] 刘存岐,王安利,王维娜,等.海水中几种金属离子对中国对虾幼体体内碱性磷酸酶和ATPase的影响[J].水产学报,2001,4(25):298-303.

[5] 黄毅,唐云明.金属离子有机溶剂对黄鳝碱性磷酸酶的影响[J].安徽农业科学,2008,20:8513-8515.

[6] White D M,Sormenberg J．Oxidation of triarylimidazoles.Structures of the photochromic and piezochromie dliners of triarylimidazyl radiealsl[J].J Am Chem Soe,1966,88(16):3825-3829.

[7] Wang Y T,Tang G M,Wei Y Q,etal.Two new nonlinear optical and ferroelectric three-dimensional metal-organic frameworks with an sqp-net[J].Cryst Growth Des,2010,10:25-28.

[8] Robson R,Abrahams B F,Batten S R,etal.Supramolecular architecture,Bein,T.,Ed.,ACS Symposium Series 499:AmericanChemical Society:Washington,DC,1992;Chapter 19.

[9] Zhuang J Z,Seino H,Mizobe Y．Crystal structure and magnetic properties of an octacyanom etalate-based three-dimensional tungstate(V)manganese(II)bimetallic assembly[J].Inorg Chem,2000,39:5095-5101．

[10] 山本明夫著,陈惠麟,陆熙炎译.有机金属化学:基础与应用[M].北京:科学出版社,1997.

[11] 耿文倩.唑类苯甲酸有机锡配合物的设计合成及性质研究[D].安徽：安徽大学，2011.

[12] 宋文东,纪丽丽,刘娟花等.一种室内马氏珠母贝育珠装置[P].CN 202035381U，2011．

[13] 陈默,王志伟,胡长鹰,等.酶标仪法快速评价香兰素的抑菌活性[J]．食品与发酵工业，2009,35(5):63-66.

[14] Rehab Amin,Barbara Krammer,Nora Abdel-Kader,etal.Antibacterial effect of some benzopyrone derivatives[J].European Journal of Medicinal Chemistry,2010,45(1):372-378.

[15] Fan R Z,Li S J，Song W D，etal.Diaquabis(5-carboxy-2-propyl-1H-imidazole-4-carboxylato-j2N3,O4)-nickel(II)tetrahydrate[J].Acta Cryst Section E66,2010：897-898.

[16] Li S J,Liu J H,Song W D,etal.Diaquabis(5-carboxy-2-propyl-1H-imidazole-4-carboxylato-k2N3,O4)cadmium(II)3.5-hydrate[J].Acta Cryst Section E66,2011：1175-1176.

SynthesisandBiologicalActivitiesofMetalMagnesiumComplexwith4-ImidazoleBenzoicAcid

HAN Si-yin1a, SONG Wen-dong2a，GUO Jian2b,3, JI Li-li3, GU Chang-sheng1b

(a.College of Food Science and Technology;b.College of Science,1．Guangdong Ocean University,Zhanjiang 524088,China;a.College of Petrochemical and Energy Engineering;b.College of Food and Medical,2.Zhejiang Ocean University,Zhoushan 316000,China；3.College of Environmental Science and Engineering,Donghua University,Shanghai 201620,China)

A novel magnesium complex[Mg(C10H11N2O4)2(1)] was synthesized by reaction of 4-imidazole benzoic acid with magnesium nitrate by hydrothermal synthesis method.The structure was characterized by single-crystal X-ray diffraction．1belongs to hexa-coordinate,crystallizes in the monoclinic system，space groupP2(1)witha=12.194(3)Å，b=10.943(3)Å，c=7.915(2)Å，β=97.043(6)°，V=1048.1(5)Å3，R1=0.0842,wR2=0.1939．The biological activities tests showed that 1can reducepinctadamartensii’smortality，enhance alkaline phosphatase enzyme activity in the pallium of pinctada martensii and have strong inhibitory effect onescherichiacoli,salmonellaandvibrioparahaemolyticus，MIC were 625μg·mL-1,625μg·mL-1and 312μg·mL-1,respectively.

4-imidazole benzoic acid magnesium;complex;synthesis;biological activity

2013-01-16;

2014-05-26

广东省自然科学基金资助项目(S2012020011054)

韩丝银(1991-)，女，汉族，硕士研究生，主要从事海洋生物活性资源利用化学的研究。

宋文东，教授，博士生导师，E-mail:songwd60@163.com

O614．22

A

1005-1511(2014)04-0459-04